水性UV油墨固化干燥機(jī)理及影響因素？

  普通UV墨中的預(yù)聚物黏度一般都很大，需加入活性稀釋劑稀釋?zhuān)壳坝玫南♂寗┍┧狨ヮ?lèi)化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性，同時(shí)許多反應(yīng)性稀釋單體在紫外光輻射過(guò)程中還存在反應(yīng)不完全的問(wèn)題，殘留單體具有可滲透性，易帶來(lái)衛(wèi)生安全隱患，并影響固化膜的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定。水性油墨雖具有極易調(diào)節(jié)的低粘度和極低的有機(jī)揮發(fā)物（VOC），但其干燥時(shí)間一般較長(zhǎng)，大多需進(jìn)行加熱，基材耐熱性亦受限制，干燥與固化交聯(lián)可能同時(shí)發(fā)生等不足之處。水性UV油墨以水和乙醇等作為稀釋劑，結(jié)合了水性油墨與UV油墨的特點(diǎn)，是目前UV油墨領(lǐng)域的一個(gè)新的研究方向。

    1水性UV油墨的固化干燥機(jī)理

    水性UV油墨主要是由預(yù)聚物（水基光固化樹(shù)脂）、光引發(fā)劑、顏料、胺類(lèi)物質(zhì)、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結(jié)合了UV光固化和水性油墨滲透蒸發(fā)二種干燥形式，具體說(shuō)主要有兩種干燥方式：水性體系的預(yù)揮發(fā)干燥和紫外光固化。

    1．預(yù)揮發(fā)干燥機(jī)理

    預(yù)干燥是光固化之前必須有的一道工序，不進(jìn)行預(yù)干燥將導(dǎo)致光固化的最終結(jié)果不理想。在水性UV油墨的制造過(guò)程中，水基光固化樹(shù)脂通過(guò)添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水，其中通過(guò)加氨水使其成鹽的反應(yīng)可示為：

    R-COOH+NH→R-COO+NH（水溶性）反過(guò)來(lái)，在預(yù)干燥過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是：

    R-COO+NH→R-COOH（水不溶）+NH↑

    2．光固化成膜機(jī)理

UV固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基，引發(fā)預(yù)聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)接枝反應(yīng)，在很短的時(shí)間內(nèi)固化成三維的網(wǎng)狀高分子聚合物，得到硬化膜，實(shí)質(zhì)是通過(guò)形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。其固化過(guò)程一般可分為四個(gè)階段：

①光與光引發(fā)劑之間相互作用，它可能包括對(duì)光的吸收和光引發(fā)劑之間的相互作用；

②光引發(fā)劑分子發(fā)生重排，形成自由基中間體；

③自由基與齊聚物中的不飽和基團(tuán)作用引發(fā)鏈或聚合反應(yīng)；

④聚合反應(yīng)繼續(xù)，液態(tài)的組分轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物。